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JP2012101241A - Hole processing device and hole processing method - Google Patents

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JP2012101241A JP2010250632A JP2010250632A JP2012101241A JP 2012101241 A JP2012101241 A JP 2012101241A JP 2010250632 A JP2010250632 A JP 2010250632A JP 2010250632 A JP2010250632 A JP 2010250632A JP 2012101241 A JP2012101241 A JP 2012101241A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hole processing device 1 capable of preparing a hole having a large ratio of L/D by decreasing possibility on buckling of a punch, in the hole processing device capable of coping with both productivity and processing quality.SOLUTION: The hole processing device 1 includes a laser oscillator 6 for locally heating a part of a workpiece 3 at a temperature equal to or below the melting point, and a punch drive means 7 for driving the punch 2 toward a part of the heated workpiece 3. Thus, the hole 4 having a large ratio of L/D can be prepared by decreasing possibility on buckling of the punch 2 since the workpiece 3 can be locally softened and the softened section of the workpiece 3 can be pierced with the punch 2. Further, productivity in a process of preparing the hole 4 is not reduced without taking longer processing time since the process simply adds a step of local heating on the workpiece in addition to a step of piercing the workpiece. Processing quality of the workpiece in the process is not also reduced since the hole 4 is prepared with piercing. Consequently, the hole 4 having a large ratio of L/D of the workpiece 3 can be prepared by decreasing possibility on buckling of the punch 2 while coping with both productivity and processing quality in the process.

Description

本発明は、柱状のパンチを軸方向に駆動してワークに孔を設ける孔加工装置および孔加工方法に関する。   The present invention relates to a hole machining apparatus and a hole machining method in which a columnar punch is driven in an axial direction to provide a hole in a workpiece.

従来より、パンチを用いた打ち抜きにより孔を設ける孔加工装置では、孔の長さLと直径Dとの比(以下、L/Dと呼ぶ。)が大きくなるほど、パンチ座屈の虞が高まることが課題となっている。そこで、パンチを用いることなく、放電加工やレーザ加工により孔を設けることができる孔加工装置が考えられている。   Conventionally, in a hole processing apparatus in which holes are formed by punching with a punch, the risk of punch buckling increases as the ratio of the length L to the diameter D (hereinafter referred to as L / D) increases. Has become an issue. In view of this, a hole machining apparatus that can provide holes by electric discharge machining or laser machining without using a punch has been considered.

ところで、放電加工により孔を設ける場合、打ち抜き加工に比べて加工時間が長くなり、生産性が低下する課題がある。また、レーザ加工により孔を設ける場合、生産性の低下を回避できるものの、打ち抜き加工や放電加工に比べて孔の寸法精度や面性状等の加工品質が劣る課題がある。そこで、生産性と加工品質との両立を目的として、例えば、特許文献1に記載の孔加工装置が提案されている。   By the way, when a hole is provided by electric discharge machining, there is a problem that the machining time becomes longer than punching and productivity is lowered. Moreover, when providing a hole by laser processing, although the fall of productivity can be avoided, there exists a subject in which process quality, such as a hole's dimensional accuracy and surface property, is inferior compared with punching or electric discharge machining. Therefore, for example, a drilling device described in Patent Document 1 has been proposed for the purpose of achieving both productivity and machining quality.

特許文献1の孔加工装置は、レーザヘッド、パンチおよびダイスを備え、レーザ加工と打ち抜き加工とを併用して孔を設けるものである。すなわち、特許文献1の孔加工装置によれば、レーザ加工によりワークに下孔を開けた後、下孔の周縁を削り取るように下孔よりも径大のパンチによりワークを打ち抜く。これにより、特許文献1の孔加工装置は、パンチが座屈する虞を低減した上で、生産性と加工品質との両立を達成しようとしている。
しかし、特許文献1の孔加工装置によれば、レーザによる下孔形成とパンチによる打ち抜きとの軸合わせが煩雑であり、新たに課題となっている。
The hole processing apparatus of Patent Document 1 includes a laser head, a punch, and a die, and provides a hole by using both laser processing and punching. That is, according to the hole drilling device of Patent Document 1, after making a pilot hole in the workpiece by laser processing, the workpiece is punched out with a punch having a diameter larger than that of the pilot hole so as to scrape the periphery of the pilot hole. As a result, the hole drilling device of Patent Document 1 attempts to achieve both productivity and machining quality while reducing the possibility of the buckling of the punch.
However, according to the hole processing apparatus of Patent Document 1, the axial alignment between the formation of the pilot hole by the laser and the punching by the punch is complicated, which is a new problem.

特開2009−050901号公報JP 2009-050901 A

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、生産性と加工品質との両立が可能な孔加工装置および孔加工方法において、パンチ座屈の虞を低減してL/Dの大きな孔を設けることを可能とすることにある。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to reduce the possibility of punch buckling in a hole drilling apparatus and a hole drilling method capable of achieving both productivity and machining quality. Thus, it is possible to provide a hole having a large L / D.

〔請求項1の手段〕
請求項1の手段によれば、孔加工装置は、柱状のパンチを軸方向に駆動してワークに孔を設けるものである。
また、孔加工装置は、ワークの一部分をワークの融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱手段と、局所加熱手段により加熱されたワークの一部分に向けて、パンチを軸方向に駆動するパンチ駆動手段とを備える。
[Means of Claim 1]
According to the first aspect of the present invention, the hole drilling device drives the columnar punch in the axial direction to provide a hole in the workpiece.
Further, the hole machining apparatus drives the punch in the axial direction toward a local heating means for locally heating a part of the work in a temperature range below the melting point of the work and a part of the work heated by the local heating means. Punch drive means.

これにより、ワークを局所的に軟化させて局所的に変形抵抗の小さい部分を生じさせ、変形抵抗の小さい部分をパンチで打ち抜くことができるので、パンチ座屈の虞を低減してL/Dの大きな孔を容易に設けることができる。また、孔を設ける工程は、パンチを用いた打ち抜き加工に、ワークの局所的な加熱を追加したものになるので、加工時間はさほど長くならず生産性も低下しない。さらに、打ち抜き加工により孔を設けるので加工品質も低下しない。
以上により、生産性と加工品質との両立が可能な孔加工装置において、パンチ座屈の虞を低減してL/Dの大きな孔を設けることが可能になる。
As a result, the workpiece can be locally softened to produce a portion having a small deformation resistance, and a portion having a small deformation resistance can be punched out with a punch. Large holes can be easily provided. In addition, since the step of forming the holes is a punching process using a punch and a local heating of the work is added, the processing time is not so long and the productivity is not lowered. Furthermore, since the hole is provided by punching, the processing quality is not deteriorated.
As described above, it is possible to provide a hole having a large L / D while reducing the possibility of punch buckling in a hole processing apparatus capable of achieving both productivity and processing quality.

また、ワークを全体的に加熱して軟化させるのではなく局所的に加熱して軟化させるので、打ち抜きに伴って孔の周辺部に発生する変形領域を縮小することができるとともに、加熱に必要なエネルギーを低減することができる。   In addition, since the work is not heated and softened as a whole, but locally heated and softened, the deformation area generated in the periphery of the hole due to punching can be reduced, and heating is necessary. Energy can be reduced.

さらに、打ち抜き加工により孔を設ける場合、通常、ワークに設ける孔に対応した孔を有するダイスが必要となり(以下、ダイス側の孔をダイス孔と呼ぶ。)、ワークにおいて孔を設ける位置とダイス孔とを合わせた上でパンチによりワークを打ち抜く必要がある。すなわち、パンチによる押圧力に抗してダイス孔周縁により形成されるダイス刃先によりワークを支持することで、ダイス刃先によりワークにクラックを発生させて孔に相当する肉部を除去する必要がある。   Further, when a hole is provided by punching, a die having a hole corresponding to the hole provided in the workpiece is usually required (hereinafter, the die side hole is referred to as a die hole), and the position of the hole and the die hole are provided in the workpiece. It is necessary to punch the workpiece by punching with the above. That is, it is necessary to remove the meat portion corresponding to the hole by generating a crack in the work by the die cutting edge by supporting the work with the die cutting edge formed by the peripheral edge of the die hole against the pressing force by the punch.

これに対し、請求項1の手段によれば、ワークを局所的に加熱して軟化させることで、温度差に基づく変形抵抗の差を利用して孔に相当する肉部を除去することができる。このため、ダイスを用いることなくワークに孔を設けることができるので、ダイスを配するのが難しいワーク形状を孔加工の対象とする場合に、無理にダイスを配さずに孔を設けることができる。   On the other hand, according to the means of claim 1, by locally heating and softening the workpiece, the meat portion corresponding to the hole can be removed using the difference in deformation resistance based on the temperature difference. . For this reason, since it is possible to provide a hole in the work without using a die, it is possible to provide a hole without forcibly arranging a die when a work shape where it is difficult to arrange the die is to be drilled. it can.

〔請求項2の手段〕
請求項2の手段によれば、パンチは、ワークを打ち抜いている間、ワークから反力としての加工荷重を受ける。そして、加工荷重は、局所加熱手段の加熱に伴うワークの軟化によってパンチの座屈荷重よりも小さくなっている。
これにより、打ち抜き中のパンチの座屈を確実に阻止することができる。
[Means of claim 2]
According to the means of claim 2, the punch receives a processing load as a reaction force from the workpiece while the workpiece is punched out. The processing load is smaller than the buckling load of the punch due to the softening of the work accompanying the heating of the local heating means.
Thereby, buckling of the punch during punching can be reliably prevented.

〔請求項3の手段〕
請求項3の手段によれば、局所加熱手段はレーザ発振器であり、ワークの一部分は、レーザ発振器が発するレーザにより加熱される。
これにより、ワークにおける加熱領域や加熱温度等の設定を自在に変更することができる。
[Means of claim 3]
According to the means of claim 3, the local heating means is a laser oscillator, and a part of the workpiece is heated by a laser emitted from the laser oscillator.
Thereby, the setting of the heating area | region, heating temperature, etc. in a workpiece | work can be changed freely.

〔請求項4の手段〕
請求項4の手段によれば、ワークの一部分は、レーザが直接的に当たるレーザ面と、パンチの先端が当接するパンチ面とを有し、パンチは、パンチ面からレーザ面に向かってワークを打ち抜くことで孔を設け、ワークを打ち抜いている間、ワークから反力としての加工荷重を受ける。そして、レーザ発振器は、レーザ面の温度がワークの融点以下となるように、かつ、加熱に伴うワークの軟化によって加工荷重がパンチの座屈荷重よりも小さくなるように、レーザによる加熱条件が設定されている。
これにより、ワークが溶融して孔径精度や面性状が低下するのを回避しながら、パンチの座屈を確実に阻止することができる。
[Means of claim 4]
According to the means of claim 4, a part of the workpiece has a laser surface that the laser directly hits and a punch surface with which the tip of the punch abuts, and the punch punches the workpiece from the punch surface toward the laser surface. While the hole is formed and the workpiece is punched out, a machining load as a reaction force is received from the workpiece. The laser oscillator sets the heating conditions for the laser so that the laser surface temperature is lower than the melting point of the workpiece and the processing load becomes smaller than the buckling load of the punch due to the softening of the workpiece caused by heating. Has been.
Accordingly, it is possible to reliably prevent the buckling of the punch while preventing the workpiece from melting and the hole diameter accuracy and surface properties from being lowered.

〔請求項5の手段〕
請求項5の手段によれば、孔加工装置は、レーザ発振器およびパンチ駆動手段を制御する制御手段を備える。そして、制御手段は、レーザ発振器によるレーザの発生が停止してレーザがレーザ面に当たらなくなった後にパンチによるワークの打ち抜きが始まるように、レーザ発振器およびパンチ駆動手段を制御する。
これにより、レーザによるパンチの破損を阻止するとともに、レーザ加熱停止後の冷却により変形抵抗が増加する前にパンチによる打ち抜きを終えることができる。
[Means of claim 5]
According to the means of the fifth aspect, the hole drilling apparatus includes a control means for controlling the laser oscillator and the punch driving means. Then, the control means controls the laser oscillator and the punch driving means so that punching of the workpiece by the punch starts after the generation of the laser by the laser oscillator stops and the laser does not hit the laser surface.
This prevents the punch from being damaged by the laser, and the punching can be finished before the deformation resistance increases due to cooling after the laser heating is stopped.

〔請求項6の手段〕
請求項6の手段によれば、孔加工方法は、柱状のパンチを軸方向に駆動してワークに孔を設けるものである。また、孔加工方法は、ワークの一部分をワークの融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱工程と、局所加熱工程により加熱されたワークの一部分に向けて、パンチを軸方向に駆動してパンチによりワークを打ち抜く打ち抜き工程とを備える。
これにより、請求項1の手段と同様の効果を得ることができる。
[Means of claim 6]
According to the means of claim 6, the hole drilling method is to provide a hole in the workpiece by driving a columnar punch in the axial direction. Further, the hole drilling method includes a local heating step in which a part of the workpiece is locally heated in a temperature range below the melting point of the workpiece, and a punch is driven in the axial direction toward a part of the workpiece heated in the local heating step. And a punching process for punching a workpiece by punching.
Thereby, the same effect as that of the means of claim 1 can be obtained.

〔請求項7の手段〕
請求項7の手段によれば、パンチは、ワークを打ち抜いている間、ワークから反力としての加工荷重を受ける。そして、加工荷重は、局所加熱工程の加熱に伴うワークの軟化によってパンチの座屈荷重よりも小さくなっている。
これにより、請求項2の手段と同様の効果を得ることができる。
[Means of Claim 7]
According to the seventh aspect, the punch receives a processing load as a reaction force from the workpiece while the workpiece is punched out. The processing load is smaller than the buckling load of the punch due to the softening of the work accompanying the heating in the local heating process.
Thereby, the same effect as that of the means of claim 2 can be obtained.

〔請求項8の手段〕
請求項8の手段によれば、局所加熱工程はレーザ発振器を用いて行われ、ワークの一部分は、レーザ発振器が発するレーザにより加熱される。
これにより、請求項3の手段と同様の効果を得ることができる。
[Means of Claim 8]
According to the eighth aspect of the present invention, the local heating step is performed using a laser oscillator, and a part of the work is heated by a laser emitted from the laser oscillator.
Thereby, the same effect as that of the means of claim 3 can be obtained.

〔請求項9の手段〕
請求項9の手段によれば、ワークの一部分は、レーザが直接的に当たるレーザ面と、パンチの先端が当接するパンチ面とを有し、パンチは、パンチ面からレーザ面に向かってワークを打ち抜くことで孔を設け、ワークを打ち抜いている間、ワークから反力としての加工荷重を受ける。そして、レーザ発振器は、レーザ面の温度がワークの融点以下となるように、かつ、加熱に伴うワークの軟化によって加工荷重がパンチの座屈荷重よりも小さくなるように、レーザによる加熱条件が設定されている。
これにより、請求項4の手段と同様の効果を得ることができる。
[Means of Claim 9]
According to the means of the ninth aspect, a part of the work has a laser surface that the laser directly hits and a punch surface with which the tip of the punch abuts, and the punch punches the work from the punch surface toward the laser surface. While the hole is formed and the workpiece is punched out, a machining load as a reaction force is received from the workpiece. The laser oscillator sets the heating conditions for the laser so that the laser surface temperature is lower than the melting point of the workpiece and the processing load becomes smaller than the buckling load of the punch due to the softening of the workpiece caused by heating. Has been.
Thereby, the same effect as that of the means of claim 4 can be obtained.

〔請求項10の手段〕
請求項10の手段によれば、レーザ発振器によるレーザの発生が停止してレーザがレーザ面に当たらなくなった後に、打ち抜き工程におけるパンチによるワークの打ち抜きを始める。
これにより、請求項5の手段と同様の効果を得ることができる。
[Means of Claim 10]
According to the tenth aspect of the present invention, after the laser generation by the laser oscillator is stopped and the laser does not hit the laser surface, punching of the workpiece by the punch in the punching process is started.
Thereby, the same effect as that of the means of claim 5 can be obtained.

(a)は孔加工装置の全体構成図であり、(b)は孔加工装置の要部構成図である(実施例)。(A) is a whole block diagram of a hole processing apparatus, (b) is a principal part block diagram of a hole processing apparatus (Example). レーザによる加熱開始および加熱停止に伴うレーザ面およびパンチ面における温度推移を示すタイムチャートである(実施例)。It is a time chart which shows the temperature transition in the laser surface and punch surface accompanying the heating start by a laser, and a heating stop (Example). (a)はワークセットにワークを載せた状態を示す説明図であり、(b)はワーク押えおよびパンチガイドによりワークを押えてレーザによりワークを加熱している状態を示す説明図であり、(c)はパンチによりワークを打ち抜いている状態を示す説明図であり、(d)はパンチをワーク押えおよびパンチガイドとともに引き上げた状態を示す説明図である(実施例)。(A) is explanatory drawing which shows the state which mounted the workpiece | work on the work set, (b) is explanatory drawing which shows the state which presses a workpiece | work with a workpiece holder and a punch guide, and is heating the workpiece | work with a laser, (c) is explanatory drawing which shows the state which has punched the workpiece | work with a punch, (d) is explanatory drawing which shows the state which pulled up the punch with the workpiece presser and the punch guide (Example). 孔加工装置の要部構成図である(変形例)。It is a principal part block diagram of a hole processing apparatus (modification).

実施形態の孔加工装置は、柱状のパンチを軸方向に駆動してワークに孔を設けるものである。また、孔加工装置は、ワークの一部分をワークの融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱手段と、局所加熱手段により加熱されたワークの一部分に向けて、パンチを軸方向に駆動するパンチ駆動手段とを備える。   The hole drilling apparatus of the embodiment is configured to provide a hole in a workpiece by driving a columnar punch in the axial direction. Further, the hole machining apparatus drives the punch in the axial direction toward a local heating means for locally heating a part of the work in a temperature range below the melting point of the work and a part of the work heated by the local heating means. Punch drive means.

また、パンチは、ワークを打ち抜いている間、ワークから反力としての加工荷重を受ける。そして、加工荷重は、局所加熱手段の加熱に伴うワークの軟化によってパンチの座屈荷重よりも小さくなっている。
また、局所加熱手段はレーザ発振器であり、ワークの一部分は、レーザ発振器が発するレーザにより加熱される。
The punch receives a processing load as a reaction force from the workpiece while the workpiece is punched. The processing load is smaller than the buckling load of the punch due to the softening of the work accompanying the heating of the local heating means.
The local heating means is a laser oscillator, and a part of the workpiece is heated by a laser emitted from the laser oscillator.

また、ワークの一部分は、レーザが直接的に当たるレーザ面と、パンチの先端が当接するパンチ面とを有し、パンチは、パンチ面からレーザ面に向かってワークを打ち抜くことで孔を設ける。そして、レーザ発振器は、レーザ面の温度がワークの融点以下となるように、かつ、加熱に伴うワークの軟化によって加工荷重がパンチの座屈荷重よりも小さくなるように、レーザによる加熱条件が設定されている。   Further, a part of the workpiece has a laser surface directly hit by the laser and a punch surface against which the tip of the punch abuts, and the punch provides a hole by punching the workpiece from the punch surface toward the laser surface. The laser oscillator sets the heating conditions for the laser so that the laser surface temperature is lower than the melting point of the workpiece and the processing load becomes smaller than the buckling load of the punch due to the softening of the workpiece caused by heating. Has been.

さらに、孔加工装置は、レーザ発振器およびパンチ駆動手段を制御する制御手段を備える。そして、制御手段は、レーザ発振器によるレーザの発生が停止してレーザがレーザ面に当たらなくなった後にパンチによるワークの打ち抜きが始まるように、レーザ発振器およびパンチ駆動手段を制御する。   Further, the hole processing apparatus includes a control unit that controls the laser oscillator and the punch driving unit. Then, the control means controls the laser oscillator and the punch driving means so that punching of the workpiece by the punch starts after the generation of the laser by the laser oscillator stops and the laser does not hit the laser surface.

〔実施例の構成〕
実施例の孔加工装置1の構成を、図1に基づいて説明する。
孔加工装置1は、柱状のパンチ2を軸方向に駆動してワーク3に孔4を設けるものであり、例えば、L/Dが2以上となる場合でもパンチ2が座屈することなく孔4を設けることができるものである。
[Configuration of Example]
The structure of the hole processing apparatus 1 of an Example is demonstrated based on FIG.
The hole drilling device 1 drives the columnar punch 2 in the axial direction to provide the workpiece 4 with the hole 4. For example, even when the L / D is 2 or more, the punch 2 does not buckle. It can be provided.

そして、孔加工装置1は、例えば、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射するインジェクタのボディをワーク3として噴射孔を設けるために利用されたり、インジェクタの背圧室を形成するプレートをワーク3として背圧室への燃料の流出入流路を設けるために利用されたりする。なお、パンチ2の材質は、例えば、炭化タングステンとバインダとしてのコバルトとを混合して焼結した超硬である。   The hole machining apparatus 1 is used, for example, to provide an injection hole with a body of an injector that injects fuel into a combustion chamber of an internal combustion engine as a work 3, or a plate that forms a back pressure chamber of the injector as a work 3. It is used to provide a flow path for fuel flow into the back pressure chamber. The material of the punch 2 is, for example, cemented carbide obtained by mixing and sintering tungsten carbide and cobalt as a binder.

孔加工装置1は、ワーク3の一部分をワーク3の融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱手段6と、局所加熱手段6により加熱されたワーク3の一部分に向けて、パンチ2を軸方向に駆動するパンチ駆動手段7と、局所加熱手段6およびパンチ駆動手段7を制御する制御手段8と、ワーク3を保持するワーク保持手段9とを備える。   The hole processing apparatus 1 has a local heating means 6 for locally heating a part of the work 3 in a temperature range below the melting point of the work 3, and a punch 2 directed toward a part of the work 3 heated by the local heating means 6. A punch driving means 7 for driving in the axial direction, a control means 8 for controlling the local heating means 6 and the punch driving means 7, and a work holding means 9 for holding the work 3 are provided.

ここで、パンチ駆動手段7は、例えば、パンチ2を駆動する駆動力を発生するエアシリンダ12等からなる。
また、ワーク保持手段9は、例えば、パンチ2の先端部を摺動自在に保持してパンチ2の軸方向への移動をガイドするパンチガイド13、ワーク3を載せるワークセット14、およびパンチガイド13を内周側に保持するとともにワークセット14に載ったワーク3を押えるワーク押え15等からなる。
Here, the punch driving means 7 includes, for example, an air cylinder 12 that generates a driving force for driving the punch 2.
The work holding means 9 is, for example, a punch guide 13 that slidably holds the tip of the punch 2 and guides the movement of the punch 2 in the axial direction, a work set 14 on which the work 3 is placed, and a punch guide 13. Is held on the inner peripheral side, and includes a work presser 15 and the like for pressing the work 3 placed on the work set 14.

なお、ワーク押え15は、例えば、パンチ2の後端部2aを摺動自在に保持するパンチホルダとしても機能する。また、パンチガイド13にガイドされるパンチ2の先端部2bは、孔4の径に応じて細長に設けられており、先端部2bがワーク3を打ち抜くことで孔4が設けられる。そして、後端部2aは先端部2bよりも径大に設けられている。   The work retainer 15 also functions as, for example, a punch holder that slidably holds the rear end 2a of the punch 2. Further, the tip 2b of the punch 2 guided by the punch guide 13 is provided in an elongated shape according to the diameter of the hole 4, and the hole 4 is provided by punching the workpiece 3 by the tip 2b. And the rear-end part 2a is provided larger diameter than the front-end | tip part 2b.

また、パンチガイド13の後端面および後端部2aの先端面は、例えば、パンチガイド13に後端部2aが嵌合することができるように、それぞれ、先端側に向かい縮径するようにテーパ状に設けられている。さらに、パンチ2、パンチガイド13およびワーク押え15の先端は、ワーク3から引き上げられた状態において、軸方向に関して同一の位置となるように構成されている。   Further, the rear end surface of the punch guide 13 and the front end surface of the rear end portion 2a are tapered so that the diameter thereof is reduced toward the front end side so that the rear end portion 2a can be fitted to the punch guide 13, for example. It is provided in the shape. Further, the tips of the punch 2, the punch guide 13, and the work retainer 15 are configured to be at the same position in the axial direction when being pulled up from the work 3.

局所加熱手段6は、ワーク3の一部分を溶融しないように局所的に軟化させて局所的に変形抵抗の小さい部分を生じさせるものであり、ワーク3において局所的に変形抵抗の小さい部分を生じさせることで、加工荷重をパンチ2の座屈荷重よりも小さくするものである。ここで、加工荷重とは、パンチ2がワーク3を打ち抜いている間、ワーク3から受ける反力であり、加工荷重がパンチ2の座屈荷重よりも大きいとパンチ2が座屈してしまう。そこで、局所加熱手段6の加熱によりワーク3を溶融しない範囲で軟化させて変形抵抗を減少させ、加工荷重をパンチ2の座屈荷重よりも小さくする。   The local heating means 6 locally softens a part of the work 3 so as not to be melted to locally generate a part having a low deformation resistance, and locally generates a part having a low deformation resistance in the work 3. Thus, the processing load is made smaller than the buckling load of the punch 2. Here, the processing load is a reaction force received from the workpiece 3 while the punch 2 punches the workpiece 3. If the processing load is larger than the buckling load of the punch 2, the punch 2 is buckled. Therefore, the local heating means 6 is heated to soften the workpiece 3 in a range where the workpiece 3 is not melted to reduce deformation resistance, and the processing load is made smaller than the buckling load of the punch 2.

また、局所加熱手段6は、例えば、レーザ発振器であり(以下、局所加熱手段6をレーザ発振器6とする。)、ワーク3の一部分は、レーザ発振器6が発するレーザにより加熱されて軟化する。すなわち、レーザ発振器6が発振したレーザは、ファイバー17を通ってレーザヘッド18に達し、レーザヘッド18により集光されてワーク3に向けて照射され、ワーク3を加熱して軟化させる。   The local heating means 6 is, for example, a laser oscillator (hereinafter, the local heating means 6 is referred to as a laser oscillator 6), and a part of the workpiece 3 is heated and softened by a laser emitted from the laser oscillator 6. That is, the laser oscillated by the laser oscillator 6 reaches the laser head 18 through the fiber 17, is condensed by the laser head 18 and is irradiated toward the workpiece 3, and the workpiece 3 is heated and softened.

ここで、ワーク3の一部分は、レーザが直接的に当たるレーザ面20と、パンチ2の先端が当接するパンチ面21とを有し、パンチ2は、パンチ面21からレーザ面20に向かってワーク3を打ち抜くことで孔4を設ける。また、レーザヘッド18は、ノズル22の先端がワークセット14に載ったワーク3のレーザ面20に対向するように配され、さらに、レーザヘッド18とパンチ2とは、例えば、レーザの照射軸とパンチ2の軸心とが同軸となるように、位置取りされている。   Here, a part of the work 3 has a laser surface 20 to which the laser directly hits and a punch surface 21 with which the tip of the punch 2 abuts. The punch 2 moves from the punch surface 21 toward the laser surface 20. The hole 4 is provided by punching out. The laser head 18 is arranged so that the tip of the nozzle 22 faces the laser surface 20 of the work 3 placed on the work set 14, and the laser head 18 and the punch 2 are, for example, a laser irradiation axis and The punch 2 is positioned so as to be coaxial with the axis of the punch 2.

このため、レーザにより加熱されたワーク3は、他の場所に移動されずに同じ場所に留まったままで、パンチ2により打ち抜かれる。
ここで、例えば、図2に示すように、レーザによる加熱開始から加熱停止後の所定時間経過までのレーザ面20およびパンチ面21における温度推移は、加熱開始とともに急激に上昇した後、徐々に上昇の勾配が緩やかになり、やがて加熱停止とともに急激に下降した後、徐々に下降の勾配が緩やかになる。このため、加熱停止後、変形抵抗は急速に増加してパンチ2の座屈荷重を超えてしまう。
For this reason, the workpiece 3 heated by the laser is punched by the punch 2 while remaining in the same place without being moved to another place.
Here, for example, as shown in FIG. 2, the temperature transitions on the laser surface 20 and the punch surface 21 from the start of heating by the laser to the lapse of a predetermined time after stopping the heating increase rapidly with the start of heating and then gradually increase. The slope of the slope gradually decreases, and after a short period of time, when the heating is stopped, the downward slope gradually decreases. For this reason, after stopping heating, the deformation resistance increases rapidly and exceeds the buckling load of the punch 2.

したがって、加熱後のワーク3を別の場所に移動してパンチ2による打ち抜きを行おうとすると、極めて迅速かつ正確にワーク3を移動しなければならず、移動操作が煩雑になる。そこで、加熱後のワーク3を移動しなくてもパンチ2による打ち抜きを行えるように、パンチ2とレーザヘッド18とを、例えば、パンチ2の軸心とレーザの照射軸とが同軸となるように、位置取りする。   Therefore, if the heated workpiece 3 is moved to another location and punching with the punch 2 is attempted, the workpiece 3 must be moved very quickly and accurately, and the moving operation becomes complicated. Therefore, for example, the punch 2 and the laser head 18 are arranged so that the axis of the punch 2 and the laser irradiation axis are coaxial so that the punch 2 can be punched without moving the heated work 3. Locating.

また、レーザ発振器6は、レーザ面20の温度がワーク3の融点以下となるように、かつ、レーザによる加熱に伴うワーク3の軟化によって加工荷重がパンチ2の座屈荷重よりも小さくなるように、電力、周波数、デューティ比、加熱時間(照射時間)、デフォーカス(焦点距離)等の加熱条件が設定されている。   Further, the laser oscillator 6 is configured so that the temperature of the laser surface 20 is equal to or lower than the melting point of the workpiece 3 and the processing load becomes smaller than the buckling load of the punch 2 due to the softening of the workpiece 3 due to heating by the laser. Heating conditions such as power, frequency, duty ratio, heating time (irradiation time), and defocus (focal length) are set.

すなわち、レーザによる加熱中はワーク3においてレーザ面20の温度が最も高く、ワーク3の溶融は、レーザ面20において最も発生しやすくなる。そこで、レーザ面20の温度がワーク3の融点以下となるように、かつ、加工荷重がパンチ2の座屈荷重よりも小さくなるように、レーザ発振器6による加熱条件が設定されている。   That is, during the heating by the laser, the temperature of the laser surface 20 is the highest in the workpiece 3, and the melting of the workpiece 3 is most likely to occur in the laser surface 20. Therefore, the heating conditions by the laser oscillator 6 are set so that the temperature of the laser surface 20 is equal to or lower than the melting point of the workpiece 3 and the processing load is smaller than the buckling load of the punch 2.

なお、打ち抜きに伴って孔4の周辺部に発生する変形領域を縮小するとともに、加熱に必要なエネルギーを低減する観点から、レーザ面20における加熱領域は小さい方が好ましい。よって、例えば、レーザスポット径は、パンチ2の径の10倍程度に設定されている。   In addition, it is preferable that the heating area on the laser surface 20 is small from the viewpoint of reducing the deformation area generated in the periphery of the hole 4 due to punching and reducing the energy required for heating. Therefore, for example, the laser spot diameter is set to about 10 times the diameter of the punch 2.

制御手段8は、例えば、各種センサから入力される検出信号に基づき、レーザ発振器6やパンチ駆動手段7等を駆動制御するための制御信号を出力するマイコン等を構成するように設けられている。すなわち、制御手段8は、制御処理および演算処理を行うCPU、各種のデータおよびプログラム等を記憶するROMおよびRAM等の記憶装置、入力装置、ならびに出力装置等を含んで構成されるものである。   The control means 8 is provided so as to constitute, for example, a microcomputer that outputs a control signal for driving and controlling the laser oscillator 6, the punch driving means 7 and the like based on detection signals input from various sensors. That is, the control means 8 includes a CPU that performs control processing and arithmetic processing, a storage device such as a ROM and a RAM that stores various data and programs, an input device, an output device, and the like.

そして、制御手段8は、レーザ発振器6によるレーザの発生が停止してレーザがレーザ面20に当たらなくなった後にパンチ2によるワーク3の打ち抜きが始まるように、レーザ発振器6およびパンチ駆動手段7を制御する。つまり、制御手段8は、パンチ2がレーザの照射により破損しないように、かつ、レーザによる加熱停止後に変形抵抗がパンチ2の座屈荷重を超える前に打ち抜きが終わるように、レーザ発振器6およびパンチ駆動手段7を制御する。   Then, the control means 8 controls the laser oscillator 6 and the punch driving means 7 so that punching of the workpiece 3 by the punch 2 starts after the generation of the laser by the laser oscillator 6 stops and the laser does not hit the laser surface 20. To do. In other words, the control means 8 controls the laser oscillator 6 and the punch so that the punch 2 is not damaged by the laser irradiation and the punching is finished before the deformation resistance exceeds the buckling load of the punch 2 after the heating by the laser is stopped. The drive means 7 is controlled.

すなわち、制御手段8からパンチ駆動手段7にパンチ2を駆動するための制御信号が出力されてから、現実にパンチ2がワーク3に当接して打ち抜きを開始するまでにはタイムラグが存在する。例えば、パンチ駆動手段7がエアシリンダ12である場合、制御信号の出力→高圧エアの導入をオンオフするソレノイドバルブ23への通電開始→高圧エアの導入に伴うエアシリンダ12の動作開始→パンチ2による打ち抜き開始、といった段階を踏むため、タイムラグが発生する。   That is, there is a time lag after the control signal for driving the punch 2 is output from the control means 8 to the punch driving means 7 until the punch 2 actually contacts the work 3 and starts punching. For example, when the punch driving means 7 is an air cylinder 12, output of a control signal → start of energization to the solenoid valve 23 for turning on / off introduction of high pressure air → start of operation of the air cylinder 12 accompanying introduction of high pressure air → by punch 2 A time lag occurs due to the steps such as the start of punching.

そこで、タイムラグを考慮して、制御手段8では、例えば、レーザ発生停止よりも所定時間前にパンチ2を駆動するための制御信号を出力するように、レーザ発生開始からの経過時間に対する時間監視手段が設定されている。   Therefore, in consideration of the time lag, the control means 8 monitors the elapsed time from the start of laser generation so that, for example, a control signal for driving the punch 2 is output a predetermined time before the laser generation stop. Is set.

〔実施例の加工方法〕
実施例の孔加工装置1による加工方法を、図3を用いて説明する。
孔加工装置1による加工方法は、レーザ発振器6によりワーク3の一部分をワーク3の融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱工程と、局所加熱工程により加熱されたワーク3の一部分に向けて、パンチ駆動手段7によりパンチ2を軸方向に駆動してパンチ2によってワーク3を打ち抜く打ち抜き工程とを含むものである。
以下、局所加熱工程と打ち抜き工程とを中心に、孔加工装置1による加工方法を説明する。
[Processing method of Example]
The processing method by the hole processing apparatus 1 of an Example is demonstrated using FIG.
The machining method by the hole machining apparatus 1 is directed to a local heating process in which a part of the work 3 is locally heated by the laser oscillator 6 in a temperature range below the melting point of the work 3 and a part of the work 3 heated by the local heating process. The punching means 7 drives the punch 2 in the axial direction and punches the workpiece 3 with the punch 2.
Hereinafter, the processing method by the hole processing apparatus 1 will be described focusing on the local heating process and the punching process.

まず、局所加熱工程の前にワーク3をワーク保持手段9にセットする。すなわち、ワーク3をワークセット14に載せ(図3(a)参照)、ワークセット14に載せたワーク3をワーク押え15により押えて保持する(図3(b)参照)。   First, the workpiece 3 is set on the workpiece holding means 9 before the local heating step. That is, the work 3 is placed on the work set 14 (see FIG. 3A), and the work 3 placed on the work set 14 is pressed and held by the work presser 15 (see FIG. 3B).

次に、レーザ発振器6を動作させて局所加熱工程を開始する。これにより、ワーク3のレーザ面20に所定のレーザスポット径を形成するようにレーザが照射され(図3(b)参照)、ワーク3の一部分が溶融しない程度に加熱されて軟化し、ワーク3の一部分において、変形抵抗がパンチ2の座屈荷重よりも小さくなる。また、レーザ発振器6によるレーザの発生開始と同時に、パンチ2の駆動開始に対する時間監視を開始する。   Next, the local heating process is started by operating the laser oscillator 6. Thereby, the laser is irradiated to form a predetermined laser spot diameter on the laser surface 20 of the workpiece 3 (see FIG. 3B), and the workpiece 3 is heated and softened to such an extent that a part of the workpiece 3 is not melted. The deformation resistance becomes smaller than the buckling load of the punch 2 in a part of Simultaneously with the start of laser generation by the laser oscillator 6, time monitoring for the start of driving of the punch 2 is started.

そして、時間監視手段により設定された時間が経過した後、制御手段8からパンチ駆動手段7にパンチ2を駆動するための制御信号が出力され、引き続き、設定された加熱時間が経過して、レーザ発振器6によるレーザの発生が停止される。これにより、一旦上昇したワーク3の温度が低下を開始し、変形抵抗が増加し始める。   Then, after the time set by the time monitoring means has elapsed, a control signal for driving the punch 2 is output from the control means 8 to the punch drive means 7, and subsequently, the set heating time has elapsed, and the laser Laser generation by the oscillator 6 is stopped. As a result, the temperature of the workpiece 3 once increased starts to decrease, and the deformation resistance starts to increase.

やがて、パンチ2を駆動するための制御信号の出力に応じて打ち抜き工程が開始される。すなわち、制御信号の出力に応じて、パンチ2がワーク3の方に向かって駆動され、打ち抜きが始まる。このとき、レーザはレーザ面20に当たらなくなっており、パンチ2にレーザが当たる事態は回避されている。そして、ワーク3が冷えすぎて変形抵抗がパンチ2の座屈荷重を超えてしまう前に打ち抜きが終了し(図3(c)参照)、パンチ2が引き上げられる(図3(d)参照)。   Eventually, the punching process is started in response to the output of a control signal for driving the punch 2. That is, the punch 2 is driven toward the workpiece 3 in accordance with the output of the control signal, and punching starts. At this time, the laser does not hit the laser surface 20, and the situation where the laser hits the punch 2 is avoided. Then, the punching is completed before the workpiece 3 is too cold and the deformation resistance exceeds the buckling load of the punch 2 (see FIG. 3C), and the punch 2 is pulled up (see FIG. 3D).

〔実施例の効果〕
実施例の孔加工装置1は、ワーク3の一部分をワーク3の融点以下の温度範囲で局所的に加熱するレーザ発振器6と、レーザにより加熱されたワーク3の一部分に向けて、パンチ2を軸方向に駆動するパンチ駆動手段7とを備える。
これにより、ワーク3を局所的に軟化させて局所的に変形抵抗の小さい部分を生じさせ、変形抵抗の小さい部分をパンチ2で打ち抜くことができるので、パンチ2の座屈の虞を低減してL/Dの大きな孔4を容易に設けることができる。
[Effects of Examples]
The hole drilling apparatus 1 of the embodiment has a laser oscillator 6 that locally heats a part of the work 3 in a temperature range below the melting point of the work 3, and a punch 2 that is directed toward a part of the work 3 heated by the laser. Punch drive means 7 for driving in the direction.
As a result, the workpiece 3 is locally softened to locally produce a portion having a small deformation resistance, and the portion having a small deformation resistance can be punched with the punch 2, thereby reducing the possibility of buckling of the punch 2. The hole 4 having a large L / D can be easily provided.

また、孔4を設ける工程は、パンチ2を用いた打ち抜き加工に、ワーク3の局所的な加熱を追加したものになるので、加工時間はさほど長くならず生産性も低下しない。さらに、打ち抜き加工により孔4を設けるので加工品質も低下しない。
以上により、生産性と加工品質との両立が可能な孔加工装置1において、パンチ2の座屈の虞を低減してL/Dの大きな孔4を設けることが可能になる。
In addition, the process of providing the holes 4 is a punching process using the punch 2 with local heating of the work 3 added thereto, so that the processing time is not so long and the productivity is not lowered. Furthermore, since the hole 4 is provided by punching, the processing quality does not deteriorate.
As described above, in the hole drilling apparatus 1 capable of achieving both productivity and machining quality, it is possible to reduce the risk of buckling of the punch 2 and provide the hole 4 having a large L / D.

また、ワーク3を全体的に加熱して軟化させるのではなく局所的に加熱して軟化させるので、打ち抜きに伴って孔4の周辺部に発生する変形領域を縮小することができるとともに、加熱に必要なエネルギーを低減することができる。   In addition, since the work 3 is not heated and softened as a whole, but locally heated and softened, the deformation region generated in the periphery of the hole 4 due to punching can be reduced, and heating can be performed. The required energy can be reduced.

さらに、打ち抜き加工により孔4を設ける場合、通常、ダイスが必要となり、ワーク3において孔4を設ける位置とダイス孔とを合わせた上でパンチ2によりワーク3を打ち抜く必要がある。すなわち、パンチ2による押圧力に抗してダイス孔周縁により形成されるダイス刃先によりワーク3を支持することで、ダイス刃先によりワーク3にクラックを発生させて孔4に相当する肉部を除去する必要がある。   Furthermore, when the hole 4 is provided by punching, a die is usually required, and it is necessary to punch the workpiece 3 with the punch 2 after matching the position where the hole 4 is provided in the workpiece 3 and the die hole. That is, the workpiece 3 is supported by the die cutting edge formed by the peripheral edge of the die hole against the pressing force by the punch 2, so that a crack is generated in the workpiece 3 by the die cutting edge and the meat portion corresponding to the hole 4 is removed. There is a need.

これに対し、孔加工装置1によれば、ワーク3を局所的に加熱して軟化させることで、温度差に基づく変形抵抗の差を利用して孔4に相当する肉部を除去することができる。このため、ダイスを用いることなくワーク3に孔4を設けることができるので、ワーク3の形状がダイスを配するのに困難である場合に、無理にダイスを配さずに孔4を設けることができる。
また、ワーク3の一部分を、レーザ発振器6が発するレーザにより加熱するので、ワーク3における加熱領域や加熱温度等の設定を自在に変更することができる。
On the other hand, according to the hole processing apparatus 1, the workpiece 3 is locally heated and softened to remove the meat portion corresponding to the hole 4 using the difference in deformation resistance based on the temperature difference. it can. For this reason, since the hole 4 can be provided in the workpiece 3 without using a die, when the shape of the workpiece 3 is difficult to arrange the die, the hole 4 is provided without excessively arranging the die. Can do.
Moreover, since a part of the workpiece 3 is heated by the laser emitted from the laser oscillator 6, the setting of the heating region, the heating temperature, etc. in the workpiece 3 can be freely changed.

また、レーザ発振器6は、レーザ面20の温度がワーク3の融点以下となるように、かつ、加熱に伴うワーク3の軟化によって加工荷重がパンチ2の座屈荷重よりも小さくなるように、レーザによる加熱条件が設定されている。
これにより、ワーク3が溶融して孔径精度や面性状が低下するのを回避しながら、パンチ2の座屈を確実に阻止することができる。
Further, the laser oscillator 6 is configured so that the temperature of the laser surface 20 is equal to or lower than the melting point of the workpiece 3 and the processing load becomes smaller than the buckling load of the punch 2 due to the softening of the workpiece 3 caused by heating. The heating conditions are set.
Thereby, the buckling of the punch 2 can be surely prevented while avoiding the workpiece 3 from being melted and the hole diameter accuracy and surface properties being lowered.

また、制御手段8は、レーザ発振器6によるレーザの発生が停止してレーザがレーザ面20に当たらなくなった後にパンチ2によるワーク3の打ち抜きが始まるように、レーザ発生開始からの経過時間に対する時間監視手段を有する。
これにより、レーザによるパンチ2の破損を阻止するとともに、レーザ加熱停止後の冷却により変形抵抗が増加する前にパンチ2による打ち抜きを終えることができる。
Further, the control means 8 monitors the elapsed time from the start of laser generation so that punching of the workpiece 3 by the punch 2 starts after the laser generation by the laser oscillator 6 stops and the laser no longer hits the laser surface 20. Have means.
Thereby, the punch 2 can be prevented from being damaged by the laser, and the punch 2 can be punched before the deformation resistance is increased by cooling after the laser heating is stopped.

〔変形例〕
孔加工装置1の態様は、実施例に限定されず種々の変形例を考えることができる。
例えば、実施例の孔加工装置1によれば、レーザ発振器6を局所加熱手段として利用していたが、図4に示すように、ワーク3の一部分に通電してジュール熱によりワーク3の一部を加熱して軟化させるようにしてもよい。すなわち、ワークセット14およびワーク押え15のそれぞれに電極25、26および絶縁材27、28を配して電極25、26によりワーク3の一部分を挟み込んでワーク3の一部分に通電してジュール熱によりワーク3の一部を加熱して軟化させるようにしてもよい。
[Modification]
The mode of the hole machining apparatus 1 is not limited to the embodiment, and various modifications can be considered.
For example, according to the hole drilling apparatus 1 of the embodiment, the laser oscillator 6 is used as the local heating means. However, as shown in FIG. You may make it soften by heating. That is, the electrodes 25 and 26 and the insulating materials 27 and 28 are disposed on the work set 14 and the work retainer 15, respectively, and a part of the work 3 is sandwiched between the electrodes 25 and 26, and a part of the work 3 is energized. A part of 3 may be heated and softened.

1 孔加工装置
2 パンチ
3 ワーク
4 孔
6 レーザ発振器(局所加熱手段)
7 パンチ駆動手段
8 制御手段
20 レーザ面
21 パンチ面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hole processing apparatus 2 Punch 3 Workpiece 4 Hole 6 Laser oscillator (local heating means)
7 Punch drive means 8 Control means 20 Laser surface 21 Punch surface

Claims (10)

柱状のパンチ2を軸方向に駆動してワーク3に孔4を設ける孔加工装置において、
前記ワーク3の一部分を前記ワーク3の融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱手段6と、
この局所加熱手段6により加熱された前記ワーク3の一部分に向けて、前記パンチ2を軸方向に駆動するパンチ駆動手段7とを備えることを特徴とする孔加工装置。
In the hole drilling device in which the columnar punch 2 is driven in the axial direction to provide the hole 4 in the workpiece 3,
Local heating means 6 for locally heating a part of the workpiece 3 in a temperature range equal to or lower than the melting point of the workpiece 3;
A hole drilling device comprising punch driving means 7 for driving the punch 2 in an axial direction toward a part of the workpiece 3 heated by the local heating means 6.
請求項1に記載の孔加工装置において、
前記パンチ2は、前記ワーク3を打ち抜いている間、前記ワーク3から反力としての加工荷重を受け、
前記加工荷重は、前記局所加熱手段6の加熱に伴う前記ワーク3の軟化によって前記パンチ2の座屈荷重よりも小さくなっていることを特徴とする孔加工装置。
The hole drilling apparatus according to claim 1,
While the punch 2 is punching the workpiece 3, the punch 2 receives a processing load as a reaction force from the workpiece 3.
The hole machining apparatus according to claim 1, wherein the machining load is smaller than a buckling load of the punch 2 due to softening of the workpiece 3 accompanying heating of the local heating means 6.
請求項1または請求項2に記載の孔加工装置において、
前記局所加熱手段6はレーザ発振器6であり、
前記ワーク3の一部分は、前記レーザ発振器6が発するレーザにより加熱されることを特徴とする孔加工装置。
In the hole drilling device according to claim 1 or 2,
The local heating means 6 is a laser oscillator 6;
A part of the workpiece (3) is heated by a laser emitted from the laser oscillator (6).
請求項3に記載の孔加工装置において、
前記ワーク3の一部分は、レーザが直接的に当たるレーザ面20と、前記パンチ2の先端が当接するパンチ面21とを有し、
前記パンチ2は、前記パンチ面21から前記レーザ面20に向かって前記ワーク3を打ち抜くことで前記孔4を設け、前記ワーク3を打ち抜いている間、前記ワーク3から反力としての加工荷重を受け、
前記レーザ発振器6は、前記レーザ面20の温度が前記ワーク3の融点以下となるように、かつ、加熱に伴う前記ワーク3の軟化によって前記加工荷重が前記パンチ2の座屈荷重よりも小さくなるように、レーザによる加熱条件が設定されていることを特徴とする孔加工装置。
In the hole drilling device according to claim 3,
A part of the workpiece 3 has a laser surface 20 that a laser directly hits, and a punch surface 21 with which the tip of the punch 2 abuts.
The punch 2 is provided with the hole 4 by punching the workpiece 3 from the punch surface 21 toward the laser surface 20. While the workpiece 3 is being punched, a work load as a reaction force is applied from the workpiece 3. received,
In the laser oscillator 6, the processing load is smaller than the buckling load of the punch 2 due to the softening of the work 3 caused by heating so that the temperature of the laser surface 20 is lower than the melting point of the work 3. As described above, a hole processing apparatus in which a heating condition by a laser is set.
請求項4に記載の孔加工装置において、
前記レーザ発振器6および前記パンチ駆動手段7を制御する制御手段8を備え、
この制御手段8は、前記レーザ発振器6によるレーザの発生が停止してレーザが前記レーザ面20に当たらなくなった後に前記パンチ2による前記ワーク3の打ち抜きが始まるように、前記レーザ発振器6および前記パンチ駆動手段7を制御することを特徴とする孔加工装置。
The hole drilling apparatus according to claim 4, wherein
A control means 8 for controlling the laser oscillator 6 and the punch driving means 7;
The control means 8 includes the laser oscillator 6 and the punch so that punching of the workpiece 3 by the punch 2 starts after the laser generation by the laser oscillator 6 stops and the laser does not hit the laser surface 20. A drilling device that controls the driving means 7.
柱状のパンチ2を軸方向に駆動してワーク3に孔4を設ける孔加工方法において、
前記ワーク3の一部分を前記ワーク3の融点以下の温度範囲で局所的に加熱する局所加熱工程と、
この局所加熱工程により加熱された前記ワーク3の一部分に向けて、前記パンチ2を軸方向に駆動して前記パンチ2により前記ワーク3を打ち抜く打ち抜き工程とを備えることを特徴とする孔加工方法。
In the hole machining method in which the columnar punch 2 is driven in the axial direction to provide the workpiece 4 with the hole 4,
A local heating step of locally heating a part of the workpiece 3 in a temperature range below the melting point of the workpiece 3;
A punching method comprising: a punching step of driving the punch 2 in an axial direction toward a part of the workpiece 3 heated by the local heating step and punching out the workpiece 3 by the punch 2.
請求項6に記載の孔加工方法において、
前記パンチ2は、前記ワーク3を打ち抜いている間、前記ワーク3から反力としての加工荷重を受け、
前記加工荷重は、前記局所加熱工程の加熱に伴う前記ワーク3の軟化によって前記パンチ2の座屈荷重よりも小さくなっていることを特徴とする孔加工方法。
The hole drilling method according to claim 6, wherein
While the punch 2 is punching the workpiece 3, the punch 2 receives a processing load as a reaction force from the workpiece 3.
The hole machining method according to claim 1, wherein the machining load is smaller than a buckling load of the punch 2 due to softening of the workpiece 3 accompanying heating in the local heating step.
請求項6または請求項7に記載の孔加工方法において、
前記局所加熱工程はレーザ発振器6を用いて行われ、
前記ワーク3の一部分は、前記レーザ発振器6が発するレーザにより加熱されることを特徴とする孔加工方法。
In the hole drilling method according to claim 6 or 7,
The local heating step is performed using a laser oscillator 6;
A part of the workpiece (3) is heated by a laser emitted from the laser oscillator (6).
請求項8に記載の孔加工方法において、
前記ワーク3の一部分は、レーザが直接的に当たるレーザ面20と、前記パンチ2の先端が当接するパンチ面21とを有し、
前記パンチ2は、前記パンチ面21から前記レーザ面20に向かって前記ワーク3を打ち抜くことで前記孔4を設け、前記ワーク3を打ち抜いている間、前記ワーク3から反力としての加工荷重を受け、
前記レーザ発振器6は、前記レーザ面20の温度が前記ワーク3の融点以下となるように、かつ、加熱に伴う前記ワーク3の軟化によって前記加工荷重が前記パンチ2の座屈荷重よりも小さくなるように、レーザによる加熱条件が設定されていることを特徴とする孔加工方法。
The hole drilling method according to claim 8, wherein
A part of the workpiece 3 has a laser surface 20 that a laser directly hits, and a punch surface 21 with which the tip of the punch 2 abuts.
The punch 2 is provided with the hole 4 by punching the workpiece 3 from the punch surface 21 toward the laser surface 20. While the workpiece 3 is being punched, a work load as a reaction force is applied from the workpiece 3. received,
In the laser oscillator 6, the processing load is smaller than the buckling load of the punch 2 due to the softening of the work 3 caused by heating so that the temperature of the laser surface 20 is lower than the melting point of the work 3. As described above, a heating condition by a laser is set.
請求項9に記載の孔加工方法において、
前記レーザ発振器6によるレーザの発生が停止してレーザが前記レーザ面20に当たらなくなった後に、前記打ち抜き工程における前記パンチ2による前記ワーク3の打ち抜きを始めることを特徴とする孔加工方法。
The hole drilling method according to claim 9, wherein
A hole drilling method characterized by starting punching of the work 3 by the punch 2 in the punching step after generation of laser by the laser oscillator 6 is stopped and the laser does not hit the laser surface 20.
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